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En la industria petroquímica, las diferencias de rendimiento entre las telas de acero dúplex y las telas de otros materiales se manifiestan principalmente en términos de resistencia, resistencia a la corrosión,resistencia a altas temperaturasEl siguiente es un análisis comparativo detallado:
1Resistencia a la presión y resistencia: el acero dúplex supera significativamente el acero inoxidable austenítico y el acero al carbono
La resistencia de rendimiento de las teas de acero dúplex (por ejemplo, 2205, 2507) puede alcanzar 450 ¢ 700 MPa, que es 2 ¢ 3 veces la del acero inoxidable austenítico 316L (170 ¢ 210 MPa) y 1.5 ‰ 2 veces el de acero al carbono (200 ‰ 300 MPa)Esta propiedad le permite reducir el peso del equipo al disminuir el grosor de la pared en aplicaciones de alta presión (como las unidades de hidrocraqueo que operan a 10-15 MPa),evitando la deformación causada por la concentración de tensiónEl acero al carbono, con su baja resistencia, requiere paredes más gruesas a altas presiones y es propenso a agrietarse por fatiga; el acero inoxidable ferrítico, aunque más resistente que el acero austenítico, es un acero inoxidable que se descompone de acero inoxidable.tiene una resistencia de baja resistencia y una resistencia de impacto débil.
II. Resistencia a la corrosión: el acero dúplex excelle en ambientes de cloruro y sulfuro de hidrógeno
Resistencia a la corrosión por agujeros y a la corrosión por esfuerzo: La resistencia a la corrosión del acero dúplex está garantizada por su microestructura de dos fases “ferrítica + austenítica”.Su valor de equivalente de resistencia a los agujeros (PREN) es ≥34En los ambientes de procesamiento de agua de mar y de petróleo crudo que contienen iones cloruro, la temperatura crítica del pozo (CPT) alcanza los 30-40°C, muy superior a los 15°C del acero inoxidable 316L.en tuberías de inyección de agua de mar en plataformas marinas, 2205 teas de acero dúplex pueden resistir la corrosión del agua de mar, con una reducción del grosor de la pared de menos de 0,1 mm después de cinco años de funcionamiento.en ambientes ácidos que contienen H2S (como las instalaciones de procesamiento de gas natural)El acero dúplex tiene un umbral de fisuración por corrosión por esfuerzo (SCC) más alto, lo que evita fracturas por "fragilidad por hidrógeno".mientras que el acero inoxidable austenítico es propenso a la corrosión por tensión en los ambientes de ion cloruro o sulfuro de hidrógeno.
Diferencias con las aleaciones a base de níquel: Las aleaciones a base de níquel (como Inconel 625) ofrecen la mejor resistencia a la corrosión en medios ácidos fuertes como el ácido clorhídrico concentrado o el ácido fluorhídrico,Pero su costo es 5 ¢ 10 veces el del acero dúplexEl acero dúplex ofrece una mejor rentabilidad en entornos de corrosión moderada.
3Resistencia a altas temperaturas: el acero inoxidable austenítico es más adecuado para altas temperaturas, mientras que el acero dúplex se limita a temperaturas medias.
El acero inoxidable austenítico (como el 310S) puede utilizarse a largo plazo a temperaturas entre 600-1100 °C, por lo que es adecuado para aplicaciones de alta temperatura como los tubos de horno; sin embargo,la temperatura de funcionamiento a largo plazo para el acero dúplex no excede normalmente de 300°C (2205) o 400°C (2507), ya que las temperaturas por encima de estos umbrales pueden conducir a la precipitación σ en fase, lo que resulta en una resistencia reducida.y el acero inoxidable ferrítico es propenso a arrastrarse por encima de 450 °C, por lo que ambos materiales son adecuados sólo para aplicaciones a baja temperatura.
4Procesamiento y coste: el acero dúplex ofrece una mejor rentabilidad general que los materiales de gama alta.
Soldadura y formabilidad: el acero dúplex tiene un bajo riesgo de fragilización de las zonas afectadas por el calor y puede soldarse utilizando procesos de soldadura convencionales, con menor dificultad que las aleaciones a base de níquel;durante la formación en fríoEl acero inoxidable austenítico tiene una excelente formabilidad en frío, pero tiende a adherirse a las herramientas durante el procesamiento en caliente.Las aleaciones a base de níquel presentan un endurecimiento de trabajo significativo, que requiere procesos especializados tanto para el moldeado como para la soldadura.
Comparación de costes: El coste de los materiales del acero dúplex es superior al del acero inoxidable austenítico 316L, pero inferior al de las aleaciones a base de níquel.la vida útil de los accesorios de acero dúplex es 2 ̊3 veces mayor que la de 316LPor ejemplo, después de que una refinería sustituyera sus accesorios por acero dúplex, el ciclo de mantenimiento se extendió de 2 a 5 años.Mientras que el acero al carbono tiene menores costos iniciales, requiere un mantenimiento frecuente de la protección contra la corrosión (por ejemplo, chorro de arena anual para eliminar el óxido), lo que puede resultar en mayores costes operativos a largo plazo.
5Recomendaciones para la selección de escenarios de aplicación
Priorizar el acero dúplex: tuberías de agua de mar que contengan iones cloruros, sistemas de procesamiento de petróleo crudo, unidades de hidrogenación a alta presión (presión > 8 MPa), tuberías de gas ácido que contengan H2S,y plataformas marinas donde se requieren resistencia y resistencia a la corrosión en aplicaciones compactas.
Seleccionar otros materiales: acero inoxidable austenítico 316L para ambientes ácidos diluidos a temperatura ambiente; acero inoxidable ferrítico para gases de combustión no corrosivos a alta temperatura;acero al carbono para tuberías de baja presión no corrosivas; y aleaciones a base de níquel para entornos de corrosión completamente inmerso en ácido concentrado, alta temperatura y alta presión.
Resumen de las actividades
Las teas de acero dúplex, con sus ventajas integrales de “alta resistencia, resistencia a la corrosión moderada a alta y rentabilidad,Se han convertido en la opción principal para los ambientes corrosivos de alta presión en la industria petroquímicaSin embargo, otros materiales desempeñan un papel insustituible en condiciones de temperatura específicas o condiciones de corrosión extremas.Es esencial realizar una evaluación exhaustiva teniendo en cuenta la composición media, parámetros operativos y costes del ciclo de vida para lograr el equilibrio óptimo entre rendimiento y coste.